En este estudio, se investigó el comportamiento de fatiga en los bastidores de bogies de trenes de alta velocidad y en los motores de tracción montados a través de mediciones de estrés dinámico y análisis de vibraciones. Se desarrolló un método de síntesis de espectros para integrar vibraciones aleatorias multipunto del bastidor del bogie en un espectro de excitación unificado para la evaluación de la fatiga del motor. Los resultados demuestran que el daño por fatiga en el bastidor del bogie progresa linealmente con el aumento de la velocidad, identificándose concentraciones críticas de estrés en las costuras de soldadura de la base del motor (41.4 MPa de estrés equivalente a 400 km/h). Se encontró que los espectros de vibración del motor de tracción se desvían sustancialmente de los estándares IEC 61373, lo que lleva a un mayor daño por fatiga que sigue un patrón de crecimiento exponencial en relación con los aumentos de velocidad. La metodología propuesta proporciona una validación experimental directa de los mecanismos de fatiga específicos de los componentes bajo condiciones de carga operativa.